甲殼素纖維的性能及應(yīng)用
2018-01-15 14:01:12 來源:全球紡織網(wǎng)
甲殼素纖維的性能及應(yīng)用,甲殼素其實(shí)是一種動(dòng)物纖維素,存在于蝦、蟹、昆蟲等一些甲殼動(dòng)物的殼內(nèi)和蘑菇、真菌和細(xì)菌等細(xì)胞膜之內(nèi)。蝦、蟹的殼一直都被人們當(dāng)成廢物丟棄而未加以利用。直到近四十年來,特別是近十年來,人們才了解了什么是甲殼素纖維,人們將蝦、蟹甲殼粉碎干燥之后,先用稀鹽酸處理,除去碳酸鈣,即所謂的脫灰,再在稀堿中浸泡,以除去蛋白質(zhì),得到甲殼素粉末。甲殼素經(jīng)過脫乙酰后生成殼聚糖。殼聚糖又被稱之為幾丁聚糖,將其溶解在稀乙酸中形成殼聚糖紡絲原液,按濕法紡絲工藝,經(jīng)過濾、脫泡、紡絲、凝固(堿性溶液)、塑化拉伸、水洗、切斷、洗滌、上油、干燥、制得甲殼素纖維。
甲殼素纖維性能一:生物醫(yī)學(xué)性
甲殼素的大分子結(jié)構(gòu)與人體內(nèi)的氨基葡萄糖的構(gòu)成相同,而且具有著類似于人體骨膠原組織的結(jié)構(gòu),這種雙重的結(jié)構(gòu)賦予了它們極好的生物醫(yī)學(xué)特性:即它對(duì)于人體無毒無刺激,可被人體內(nèi)的溶菌酶分解從而吸收,并且與人體組織有良好的生物相容性,它還具有抗菌、消炎、止血、鎮(zhèn)痛、促進(jìn)傷口愈合等功能。因此,甲殼素和殼聚糖是理想的醫(yī)用高分子材料,被廣泛的用于制造特殊的醫(yī)用產(chǎn)品。國外,尤其是日本和美國已經(jīng)用它來制造人造皮膚、可吸收縫合線、血液透析膜和藥物緩釋劑以及各種醫(yī)用的敷料等。
甲殼素纖維性能二:可生物降解性
由于制造甲殼素纖維的原料一般采用蝦、蟹類水產(chǎn)品的廢棄物,一方面這可減少這類廢棄物對(duì)環(huán)境的污染,另一方面甲殼素纖維的廢棄物又可生物降解,不會(huì)污染周邊環(huán)境,所以甲殼素纖維又被稱為綠色纖維。
甲殼素纖維性能三:優(yōu)良的吸濕保溫性
由于甲殼素纖維在其大分子鏈上存在大
量的羥基(—OH)和氨基(—NH2)等親水性基團(tuán),故纖維有很好的親水性和很高的吸濕性。甲殼素纖維的平衡回潮率一般在12%~16%之間,在不同的成形條件下,其保水值均在130%左右[4]
甲殼素纖維性能四:較好的可紡性
目前國內(nèi)生產(chǎn)的甲殼素、殼聚糖纖維具有較好的可紡性。但與棉纖維相比,甲殼素纖維線密度偏大,強(qiáng)度偏低,在一定程度上影響了甲殼素纖維的成紗強(qiáng)度。在一般條件下用甲殼素纖維進(jìn)行純紡還有一定困難,通常采用甲殼素纖維與棉纖維或其他纖維混紡來改善其可紡性。隨著甲殼素原料及紡絲工藝的不斷改進(jìn),纖維線密度和強(qiáng)度將會(huì)進(jìn)一步提高,用它可開發(fā)出各種甲殼素純紡或混紡產(chǎn)品。此外,甲殼素纖維由于吸濕性良好,具有優(yōu)良的染色性能,可采用直接、活性、還原、堿性及硫化等多種染料進(jìn)行染色,且色澤鮮艷。
甲殼素與殼聚糖纖維可紡成長絲或短纖維兩大類。長絲用于捻制醫(yī)用縫合線,免除病人拆線痛苦,或切成一定長度的短纖維,紡成紗線,用做紡織材料;短纖維以無紡布形式制作醫(yī)用敷料,用于治療各種創(chuàng)傷,如燒傷、燙傷、凍傷及其他外傷,有促進(jìn)傷口愈合和消炎抗菌作用。甲殼素纖維輕紡紗、織布加工成各種功能性產(chǎn)品,如保健針織內(nèi)衣、放臭襪子、不黏毛巾、保健嬰幼兒服、抗菌休閑服、抗菌防臭床上用品、抑菌醫(yī)用護(hù)士服;也可加工成各種救護(hù)用品,如繃帶、紗布、急救包等[5]。
在藥理作用方面甲殼素纖維的應(yīng)用主要體現(xiàn)在除臭、生態(tài)抑菌上。甲殼素纖維是自然界中的唯一的陽離子性纖維,其所帶陽離子與構(gòu)成細(xì)菌細(xì)胞壁的唾液酸(SIALIC)或磷脂質(zhì)陰離子發(fā)生離子結(jié)合,通過正負(fù)電荷相互作用,吸附在細(xì)菌細(xì)胞表面產(chǎn)生穿刺作用,滲透到細(xì)菌細(xì)胞壁內(nèi),阻礙遺傳因子從DNA到RNA的轉(zhuǎn)移,造成細(xì)菌細(xì)胞代謝的紊亂,導(dǎo)致細(xì)菌死亡,同時(shí),甲殼素纖維能誘導(dǎo)細(xì)菌自身產(chǎn)生甲殼酶,促使細(xì)菌細(xì)胞壁分解而抑制細(xì)菌細(xì)胞生長,可以抑制葡萄狀球菌和綠膿菌等細(xì)菌的增殖,以及鐮刀菌等霉菌的生育。甲殼素纖維與棉花混紡針織布經(jīng)醫(yī)學(xué)檢測(cè)其對(duì)金葡萄、大腸桿菌、白色念珠菌的抑菌率均高達(dá)99%以上,最小生育阻止?jié)舛葹?0毫克/公斤,顯示出極高的抗菌性。除此以外,還有最重要的一點(diǎn)就是甲殼素纖維能增強(qiáng)溶菌酶活性。人體皮膚隨著出汗能分泌一種溶菌酶,能殺滅多種致病菌,甲殼素纖維直接接觸皮膚,在起到抑菌作用的同時(shí)可將溶菌酶活性化,活性平均增加至原來的1.5~2.0倍[6],可殺滅霉菌、真菌等多種致病菌,多管齊下,可從根本上徹底去除由霉菌、真菌引發(fā)的體臭、汗臭、腳臭。皮膚存在微生態(tài)環(huán)境,微生態(tài)平衡是皮膚健康的核心。任何細(xì)菌只要其沒有惡性繁殖到一定程度,就不會(huì)對(duì)皮膚造成傷害,皮膚不宜處在無菌的真空狀態(tài)下,對(duì)皮膚表面存在的細(xì)菌不能一概殺滅。甲殼素纖維的抗菌模式是諸多抗菌方法中最科學(xué)合理的。
甲殼素纖維接觸皮膚的時(shí)候,能通過毛孔吸附耦合體內(nèi)的陰離子(膽固醇、農(nóng)藥、化學(xué)色素、重金屬離子),將之吸出體外,達(dá)到排毒的效果。吸附導(dǎo)致高血壓病變的主要因素氯離子,可防治高血壓,起預(yù)防效果。降低體內(nèi)膽固醇含量,去除多余脂肪,可起到一定減肥效果 4.1.4增強(qiáng)免疫力、抗癌性
甲殼素與人體皮膚中分泌出的溶菌酶相互反應(yīng),其產(chǎn)物葡萄糖胺被皮膚吸收后能激活單核單核巨噬細(xì)胞和淋巴球細(xì)胞(NK)活性功能,可以提高皮膚的免疫力,預(yù)防皮膚癌的發(fā)生。